360度群体遗传变异扫描——大豆泛基因组研究

大豆(Glycine max)是重要的油料和蛋白作物, 其丰富的遗传变异为生物学性状挖掘和育种改良提供了重要的资源基础。然而, 单个基因组信息无法全面揭示种质资源的遗传变异, 泛基因组研究为解决这一不足提供了新方案。近日, 中国科学院遗传与发育生物学研究所田志喜和梁承志研究团队从2 898份大豆种质中选取26份代表性材料, 并整合已有的3个基因组, 构建了包含野生和栽培大豆的泛基因组和图基因组(graph-based genome), 鉴定了整个群体的绝大多数结构变异数据集, 确定了大豆种质的核心、非必需和个体特异的基因集。利用这些数据系统地揭示了生育期位点E3的等位基因变异和基因融合事件、种皮颜色基因I的单体型和演化关系以及结构变异对铁离子转运基因表达和地区适应性选择的影响。该研究为作物基因组学研究提供了一个新的模式, 同时将加速推动大豆遗传变异的鉴定、性状解析和种质创新。     

新一代DNA测序技术给农业育种带来革命

利用新一代DNA测序技术,可以高效、廉价地测定所有重要农业生物的基因组序列,测定农业核心种质的基因组序列,全面了解农作物遗传变异情况,进而大规模地鉴定、克隆功能基因.基于新一代DNA测序技术的种质基因组学,将实现农业育种由经验依赖型向知识决定型的转变,给农业发展带来革命.我国应该把握这个稍纵即逝的历史机遇,树立我国农业育种强国的地位.     

黄瓜核心种质遗传多样性的苗期和初花期形态标记分析

对92份黄瓜核心种质进行苗期和初花期形态学标记分析,以评价供试核心种质资源的遗传多样性水平。结果表明:供试黄瓜核心种质的苗期和初花期性状存在明显的遗传变异,不同种质间各性状的平均变异系数为31.0%,其中第一雌花节位的变异系数最大,为59.4%;始花期最小,为14.2%。聚类分析表明,在Pearson相关系数为6.5时,把92份黄瓜核心种质划分为3大类群;Pearson相关系数为3.5时,把92份黄瓜核心种质划分为8个类群。本研究结果丰富了黄瓜种质资源的评价体系,为今后优异基因资源的挖掘与利用提供了科学参考。     

不同通气条件下硫代硫酸银对马铃薯试管苗生长和抗氧化酶活性的影响

以二倍体马铃薯试管苗为试材,研究不同通气条件下乙烯生理拮抗剂硫代硫酸银(STS)对试管苗生长和抗氧化酶活性影响的结果表明:通气条件下培养的试管苗茎高降低,叶面积和叶绿素含量增加,培养基中附加STS的效果更为明显,无论在通气还是不通气条件下,培养基中加STS的试管苗茎高降低,叶面积和叶绿素含量增加,均达极显著水平.通气和培养基中加STS的试管苗中丙二醛(MDA)含量下降。通气条件下超氧化物歧化酶(要SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性提高;培养基中加STS的试管苗中SOD活性提高,POD和CAT活性下降。     

应用特异等位PCR快速鉴定灰霉病菌抗苯莱特与乙霉威菌株*

根据灰霉病菌Botrytis cinerea对苯并咪唑类（苯莱特）及N－苯氨基甲酸酯类（乙霉威）杀菌剂的抗性与其β－微管蛋白的198和200位密码子的单碱基突变紧密相关的原理,建立了一种同时检测灰霉病菌对这两类杀菌剂抗性表型的特异等位聚合酶链式反应（ASP,Allele-specific Polymerase Chain Reaction）方法,即将突变的单碱基作为正引物的3'末端,与之对应的未突变的单碱基作为负引物的3'末端, 自行设计了LP4～LP8等五个等位点特异性引物,应用包括这五个引物在内的七组引物,对生测为BenSNPCR、BenHRNPCS和BenHRNPCR菌株进行了ASP扩增,结果表明：该方法可以检测出相应抗药表型的菌株,并能有效地检测田间灰霉病菌的抗药性,从而该方法克服了生物检测方法费时和准确性差等缺点。该方法还能鉴定出生测法确定为同一表型如BenHRNPCR 中的BenSNPCR异核菌丝,或灰霉病菌侵染寄主后所产生的回复突变,因此其方法的灵敏度极高,可应用于灰霉病菌抗药性分子生态学机理研究和田间抗性菌株的快速鉴定。由于未发现BenMRNPCR型菌株,其适用性有待进一步验证。     

应用特异等位PCR快速鉴定灰霉病菌 抗苯莱特与乙霉威菌株

根据灰霉病菌Botrytiscinerea对苯并咪唑类（苯莱特）及N－苯氨基甲酸酯类（乙霉威）杀菌剂的抗性与其β－微管蛋白的198和200位密码子的单碱基突变紧密相关的原理,建立了一种同时检测灰霉病菌对这两类杀菌剂抗性表型的特异等位聚合酶链式反应（ASP,Allele-specificPolymeraseChainReaction）方法,即将突变的单碱基作为正引物的3'末端,与之对应的未突变的单碱基作为负引物的3'末端,自行设计了LP4～LP8等五个等位点特异性引物,应用包括这五个引物在内的七组引物,对生测为Ben     

基因组分析揭示番茄育种的历史

番茄(Solanum lycopersicum)适应性广,产量高,营养丰富,风味独特,栽培方式多样,是世界范围内广泛种植的第一大蔬菜作物。2012年全球产量达到1.62亿吨(联合国粮农组织(FAO)统计),产值超过550亿美元。番茄也是植物遗传、发育和生理研究的重要模式系统。番茄起源于南美洲的安第斯山脉,随着人类迁移和驯化逐渐传到中美洲和墨西哥一代,16世纪传到欧洲,在随后的几百年中番茄被传播到世界各地,在这一过程中受到不同的人工选择,产生了丰富的变异类型。番茄果实大小的变化是驯化的一个重要特征,今天人们食用的大果栽培番茄是由野生醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)驯化而来,野生番茄果实非常小,只有1~2g 重,经过人工的长期驯化,现代栽培番茄的果重是其祖先的100多倍。然而,番茄果实变大的人工驯化过程一直未有全面的研究,人类选择如何改变番茄基因组仍是知之甚少。     

二倍体马铃薯叶肉细胞原生质体培养的研究

以马铃薯抗青枯病二倍体材料ED13和CE171、炸片颜色好的二倍体材料HS66以及优良性状双单体材料DH401和DH405为供体材料,对马铃薯叶肉原生质体培养进行研究。叶片悬浮黑暗预处理和试管苗黑暗预处理两种预处理方式对原生质体活力无显著影响。以0.5 mol/L甘露醇为渗透调节剂,25℃酶解12 h条件下,适宜CE171和DH401纤维酶浓度略高于ED13、HS66和DH405,分别为0.3%和0.4%。ED13和DH401原生质体在VKM液体培养基中培养3～4周,经愈伤组织生长培养基培养2周,转至芽诱导培养基培养,2～3个月后形成具根茎叶的完整植株。HS66和CE171原生质体培养6～8周也能形3～4 mm愈伤组织,但没有分化出芽;DH405的原生质体不分裂。